動(dòng)態(tài)及靜態(tài)磨損均衡控制方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及固態(tài)硬盤技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種動(dòng)態(tài)及靜態(tài)磨損均衡控制方法及裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 固態(tài)硬盤（Solid State Disk，簡稱SSD)是一種基于永久性存儲(chǔ)器，如閃存，或非 永久性存儲(chǔ)器，同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（SDRAM)的計(jì)算機(jī)外部存儲(chǔ)設(shè)備。其具有讀寫速 度快，低功耗，無噪音，抗震動(dòng)，低熱量，體積小，工作范圍大，廣泛應(yīng)用于軍事、車載、工控、 視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)終端、電力、醫(yī)療、航空等、導(dǎo)航設(shè)備等領(lǐng)域。
[0003] 固態(tài)硬盤中包括有許多作為存儲(chǔ)介質(zhì)的flash顆粒，這些flash顆粒中包括有物 理擦除塊（Phsical Erase Block)，所謂的物理擦除塊是指數(shù)據(jù)可以被擦除的存儲(chǔ)塊，但是 由于物理擦除塊有壽命限制，即最大擦除次數(shù)是有限的，因而為了不讓部分物理擦除塊因 為過度擦寫而造成整塊盤的損壞，所以磨損均衡（Wear Leveling)成為固態(tài)硬盤中最主要 的技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
[0004] 磨損均衡可以保證每個(gè)物理擦除塊的擦除次數(shù)相對(duì)均衡，目前最主流的磨損均衡 實(shí)現(xiàn)方式包括動(dòng)態(tài)磨損均衡和靜態(tài)磨損均衡。動(dòng)態(tài)磨損均衡是在向固態(tài)硬盤寫入數(shù)據(jù)時(shí)， 從固態(tài)硬盤的全局范圍選擇擦除次數(shù)最小的空閑物理擦除塊，并將數(shù)據(jù)寫入選擇的空閑物 理擦除塊中。靜態(tài)磨損均衡是首先從固態(tài)硬盤全局范圍內(nèi)選擇擦除次數(shù)最大的空閑物理擦 除塊，然后將冷數(shù)據(jù)（冷數(shù)據(jù)是指更新頻率很低的數(shù)據(jù)）搬移到選擇的物理擦除塊，然后釋 放原來的冷數(shù)據(jù)所在的物理擦除塊為空閑塊。
[0005] 不管動(dòng)態(tài)磨損均衡還是動(dòng)態(tài)磨損均衡，都是將固態(tài)硬盤作為一個(gè)整體從全局范圍 去選擇合適的空閑物理擦除塊。但是，一個(gè)固態(tài)硬盤的芯片封裝中往往會(huì)包含多個(gè)裸片單 元（die)，根據(jù)局部性原理，壽命相近的物理擦除塊，在位置上也可能是相鄰的，可能造成時(shí) 間上連續(xù)選擇的物理擦除塊在物理位置上可能是相鄰的，也就是說，根據(jù)現(xiàn)有的磨損均衡 控制方式，連續(xù)的操作可能落在同一個(gè)裸片單元上，即可能會(huì)造成對(duì)同一個(gè)裸片單元上的 空閑物理擦除塊進(jìn)行連續(xù)的寫數(shù)據(jù)操作，卻對(duì)其它裸片單元不操作的失衡情況，而這種連 續(xù)對(duì)同一個(gè)裸片單元的操作會(huì)造成其性能瓶頸，并影響整個(gè)固態(tài)硬盤的存儲(chǔ)效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明實(shí)施例的目的是提供一種動(dòng)態(tài)及靜態(tài)磨損均衡控制方法及裝置，以解決現(xiàn) 有的磨損均衡控制方法會(huì)造成固態(tài)硬盤中裸片單元性能瓶頸的問題。
[0007] 本發(fā)明實(shí)施例提出一種動(dòng)態(tài)磨損均衡控制方法，包括：
[0008] 掃描固態(tài)硬盤的的所有物理擦除塊，并構(gòu)建二級(jí)磨損信息表和一級(jí)磨損信息表， 所述二級(jí)磨損信息表中包括全盤裸片單元列表，所述一級(jí)磨損信息表中包括各個(gè)裸片單元 的當(dāng)前讀寫計(jì)數(shù)和空閑物理擦除塊的擦除計(jì)數(shù)；
[0009] 根據(jù)二級(jí)磨損信息表和一級(jí)磨損信息表，從所有裸片單元中選取有空閑物理擦除 塊且當(dāng)前讀寫計(jì)數(shù)小于設(shè)定門限值的候選裸片單元；
[0010] 根據(jù)一級(jí)磨損信息表，從候選裸片單元中選擇擦除計(jì)數(shù)最小的空閑物理擦除塊； 以及
[0011] 將待寫入的數(shù)據(jù)寫入所述選擇的空閑物理擦除塊。
[0012] 本發(fā)明實(shí)施例還提出一種靜態(tài)磨損均衡控制方法，包括：
[0013] 掃描固態(tài)硬盤的的所有物理擦除塊，并構(gòu)建二級(jí)磨損信息表和一級(jí)磨損信息表， 所述二級(jí)磨損信息表中包括全盤裸片單元列表和全盤已使用物理擦除塊的擦除計(jì)數(shù)，所述 一級(jí)磨損信息表中包括各個(gè)裸片單元的當(dāng)前讀寫計(jì)數(shù)和空閑物理擦除塊的擦除計(jì)數(shù)；
[0014] 根據(jù)二級(jí)磨損信息表和一級(jí)磨損信息表，選取當(dāng)前讀寫計(jì)數(shù)小于設(shè)定門限值的所 有裸片單元中，擦除計(jì)數(shù)最小的已使用物理擦除塊作為源物理擦除塊；
[0015] 根據(jù)二級(jí)磨損信息表和一級(jí)磨損信息表，從所有裸片單元中選取有空閑物理擦除 塊且當(dāng)前讀寫計(jì)數(shù)小于設(shè)定門限值的候選裸片單元；
[0016] 根據(jù)一級(jí)磨損信息表，從候選裸片單元中選擇擦除計(jì)數(shù)最大的空閑物理擦除塊作 為目標(biāo)物理擦除塊；以及
[0017] 將源物理擦除塊中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到目標(biāo)物理擦除塊。
[0018] 本發(fā)明實(shí)施例還提出一種動(dòng)態(tài)磨損均衡控制裝置，包括：
[0019] 掃描模塊，用于掃描固態(tài)硬盤的的所有物理擦除塊；
[0020] 二級(jí)列表構(gòu)建模塊，用于構(gòu)建二級(jí)磨損信息表，所述二級(jí)磨損信息表中包括全盤 裸片單元列表；
[0021] -級(jí)列表構(gòu)建模塊，用于構(gòu)建一級(jí)磨損信息表，所述一級(jí)磨損信息表中包括各個(gè) 裸片單元的當(dāng)前讀寫計(jì)數(shù)和空閑物理擦除塊的擦除計(jì)數(shù)；
[0022] 裸片單元選取模塊，用于根據(jù)二級(jí)磨損信息表和一級(jí)磨損信息表，從所有裸片單 元中選取有空閑物理擦除塊且當(dāng)前讀寫計(jì)數(shù)小于設(shè)定門限值的候選裸片單元；
[0023] 空閑塊選取模塊，用于根據(jù)一級(jí)磨損信息表，從候選裸片單元中選擇擦除計(jì)數(shù)最 小的空閑物理擦除塊；以及
[0024] 寫數(shù)據(jù)模塊，用于將待寫入的數(shù)據(jù)寫入所述選擇的空閑物理擦除塊。
[0025] 本發(fā)明實(shí)施例還提出一種靜態(tài)磨損均衡控制裝置，包括：
[0026] 掃描模塊，用于掃描固態(tài)硬盤的的所有物理擦除塊；
[0027] 二級(jí)列表構(gòu)建模塊，用于構(gòu)建二級(jí)磨損信息表，所述二級(jí)磨損信息表中包括全盤 裸片單元列表和全盤已使用物理擦除塊的擦除計(jì)數(shù)；
[0028] -級(jí)列表構(gòu)建模塊，用于構(gòu)建一級(jí)磨損信息表，所述一級(jí)磨損信息表中包括各個(gè) 裸片單元的當(dāng)前讀寫計(jì)數(shù)和空閑物理擦除塊的擦除計(jì)數(shù)；
[0029] 冷數(shù)據(jù)選取模塊，用于根據(jù)二級(jí)磨損信息表和一級(jí)磨損信息表，選取當(dāng)前讀寫計(jì) 數(shù)小于設(shè)定門限值的所有裸片單元中，擦除計(jì)數(shù)最小的已使用物理擦除塊作為源物理擦除 塊；
[0030] 裸片單元選取模塊，用于根據(jù)二級(jí)磨損信息表和一級(jí)磨損信息表，從所有裸片單 元中選取有空閑物理擦除塊且當(dāng)前讀寫計(jì)數(shù)小于設(shè)定門限值的候選裸片單元；
[0031] 空閑塊選取模塊，用于根據(jù)一級(jí)磨損信息表，從候選裸片單元中選擇擦除計(jì)數(shù)最 大的空閑物理擦除塊作為目標(biāo)物理擦除塊；以及
[0032] 轉(zhuǎn)移模塊，用于將源物理擦除塊中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到目標(biāo)物理擦除塊。
[0033] 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明實(shí)施例的方法及裝置兼顧了磨損 和性能的均衡，在可以延長固態(tài)硬盤壽命的前提下，更可以保證固態(tài)硬盤的讀寫速度。
【附圖說明】
[0034] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例的一種消息提醒方法及裝置的應(yīng)用環(huán)境示意圖；
[0035] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例的一種軟硬件關(guān)系示意圖；
[0036] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例的一種動(dòng)態(tài)磨損均衡控制方法的流程圖；
[0037] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例的一種二級(jí)磨損信息表和一級(jí)磨損信息表的統(tǒng)計(jì)結(jié)果示意 圖；
[0038] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例的另一種動(dòng)態(tài)磨損均衡控制方法的流程圖；
[0039] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例的一種裸片單元中物理擦除塊的示意圖；
[0040] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例的一種靜態(tài)磨損均衡控制方法的流程圖；
[0041] 圖8為本發(fā)明實(shí)施例的另一種靜態(tài)磨損均衡控制方法的流程圖；
[0042] 圖9為本發(fā)明實(shí)施例的一種冷數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移的示意圖；
[0043] 圖10為本發(fā)明實(shí)施例的一種動(dòng)態(tài)磨損均衡控制裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0044] 圖11為本發(fā)明實(shí)施例的另一種動(dòng)態(tài)磨損均衡控制裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0045] 圖12為本發(fā)明實(shí)施例的一種靜態(tài)磨損均衡控制裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0046] 圖13為本發(fā)明實(shí)施例的另一種靜態(tài)磨損均衡控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047] 有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，在以下配合參考圖式的較佳實(shí) 施例詳細(xì)說明中將可清楚的呈現(xiàn)。通過【具體實(shí)施方式】的說明，當(dāng)可對(duì)本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定目 的所采取的技術(shù)手段及功效得以更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考與說 明之用，并非用來對(duì)本發(fā)明加